(57)【要約】【課題】発光体の内部における励起光の不要な吸収を抑制しつつ散乱効率を高めて発光効率を向上させる。【解決手段】青色発光蛍光体５８と、青色発光蛍光体５８から発生する蛍光によって励起される黄色発光蛍光体５９とを少なくとも含む発光体５であって、青色発光蛍光体５８が、第１波長領域内に吸収スペクトルの谷を持っておらず、青色発光蛍光体５８以外の蛍光体が、第１波長領域内に吸収スペクトルの谷を持っている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長領域の波長を有する励起光を受けて前記第１波長領域よりも長波長側の第２波長領域に発光ピーク波長を有する蛍光を発生する第１の蛍光体と、
前記蛍光によって励起される第２の蛍光体とを少なくとも含む発光体であって、
前記第１の蛍光体が、前記第１波長領域内に吸収スペクトルの谷を持っておらず、
前記第１の蛍光体以外の蛍光体が、前記第１波長領域内に吸収スペクトルの谷を持っていることを特徴とする発光体。
【請求項２】
前記第２の蛍光体は、Ｃｅで賦活したイットリウム‐アルミニウム‐ガーネット系の蛍光体であることを特徴とする請求項１に記載の発光体。
【請求項３】
前記第２の蛍光体は、Ｃｅで賦活したテルビウム−アルミニウム−ガーネット系の蛍光体であることを特徴とする請求項１に記載の発光体。
【請求項４】
前記発光体は、前記第１の蛍光体と前記第２の蛍光体とが混合されて形成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の発光体。
【請求項５】
前記第２の蛍光体が、前記第１の蛍光体を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の発光体。
【請求項６】
前記第１の蛍光体は、バリウムアルミン酸マグネシウム蛍光体またはＪＥＭ相を含む酸窒化物系の蛍光体であることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の発光体。
【請求項７】
前記第２の蛍光体に対する前記第１の蛍光体の重量比が、１以上、５以下であることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の発光体。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項に記載の発光体と、
前記第１波長領域の波長を有する励起光を前記発光体に照射する励起光源と、
前記発光体から出射する光を反射することにより、所定の立体角内を進む光線束を形成する反射鏡とを備えていることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
前記反射鏡の開口部付近に設けられ、前記励起光を遮断する光学フィルタを備えていることを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記発光体は、前記励起光源から出射された励起光を受光する受光面を有し、当該受光面が、前記反射鏡と当該反射鏡の開口部とが形成する空間の外側となるように設けられていることを特徴とする請求項８から９までの何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記励起光源から出射された励起光を受け取り、当該励起光を前記発光体に出射する導光部を備え、
前記発光体は、前記導光部から出射された励起光を受光する受光面を有し、
前記導光部は、前記励起光源から受け取った励起光を前記発光体に出射する出射端部を有し、
前記受光面および前記出射端部の近傍に、前記出射端部から出射された励起光のうち、前記受光面に照射されなかった励起光、および前記受光面にて反射された励起光の少なくとも一方を遮光する遮光部を備えることを特徴とする請求項８から１０の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記励起光源から出射された励起光を受け取り、当該励起光を前記発光体に出射する導光部を備え、
前記発光体は、前記導光部から出射された励起光を受光する受光面を有し、
前記導光部は、前記励起光源から受け取った励起光を前記発光体に出射する出射端部を有し、
前記受光面と前記出射端部とが近接していることを特徴とする請求項８から１１の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記反射鏡は、前記出射端部が挿入される中空部を有し、
前記中空部には、前記発光体に前記励起光が照射されることにより、当該発光体にて発生する熱を放散する放熱部材が備えられ、
前記受光面と前記出射端部とは、前記放熱部材を介して近接していることを特徴とする請求項１２に記載の照明装置。
【請求項１４】
請求項８から１３までのいずれか１項に記載の照明装置を備えることを特徴とする前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光を照射することが可能な発光体、ならびに、該発光体を備えた照明装置および該照明装置を備えた前照灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、励起光源として発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）や半導体レーザ（ＬＤ；Laser Diode）等の半導体発光素子を用い、これらの励起光源から生じた励起光を、蛍光体を含む発光体に照射することによって発生する蛍光を照明光として用いる照明装置などの研究が盛んになってきている。
【０００３】
このような照明装置に用いられる発光体の一例が特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示された発光体の中には、紫外領域または青紫色領域の励起光にて励起される青色蛍光体層と、青色蛍光体から発生する青色光によって励起される黄色蛍光体層と、紫外領域から青紫色領域の波長領域の励起光で励起される赤色蛍光体層とを含有する蛍光体が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、光を透過させる性質と光を散乱させる性質の両方を有する多結晶体が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、発光体の他の一例として、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域に発光ピーク波長を有する青色系蛍光体と、５５０ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長領域に発光ピーク波長を有する黄色系蛍光体との組合せが開示されている。
【０００６】
特許文献４には、半導体発光素子からの光を青色光に変換する第１の蛍光体を分散させた第１の層と、青色系の光を黄色ないし黄緑色系の光に変換する第２の蛍光体を分散させた第２の層とからなる面光源が開示されている。
【０００７】
特許文献５には、透明樹脂層の上に、凸の曲線状に順次形成された、赤色蛍光体層、黄色蛍光体層、緑色蛍光体層、および、青色蛍光体層を含む積層体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−４０３５号公報（２０１０年１月７日公開）
【特許文献２】特開２００８−２３１２１８号公報（２００８年１０月２日公開）
【特許文献３】特開２００３−１１０１５０号公報（２００３年４月１１日公開）
【特許文献４】特開２００２−４２５２５号公報（２００２年２月８日公開）
【特許文献５】特開２００９−５９８９６号公報（２００９年３月１９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の技術では、発光体の内部における励起光の不要な吸収を抑制しつつ散乱効率を高めて発光効率を向上させることが難しいという問題点がある。
【００１０】
例えば、特許文献１に開示された発光体では、赤色蛍光体層を含んでいるが、この赤色蛍光体層は、当然ながら励起光を吸収するために励起光を散乱する効果が小さく、赤色蛍光体層の割合が高くなればなるほど、発光体の内部における励起光の散乱効率が低下してしまう。
【００１１】
また、特許文献２に開示された多結晶体は励起光を散乱する性質だけでなく、励起光を透過させる性質も有している必要があるため、多結晶体の内部における励起光の散乱効率を高めることは難しい。
【００１２】
なお、特許文献３〜５の技術では、そもそも発光体の内部における励起光の散乱効率を高めて発光効率を向上させるという観点については何ら記載されていない。
【００１３】
本発明は、前記問題点に鑑みて前記なされたものであり、その目的は、発光体の内部における励起光の不要な吸収を抑制しつつ散乱効率を高めて発光効率を向上させることができる発光体、照明装置および前照灯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の発光体は、前記課題を解決するために、第１波長領域の波長を有する励起光を受けて前記第１波長領域よりも長波長側の第２波長領域に発光ピーク波長を有する蛍光を発生する第１の蛍光体と、蛍光によって励起される第２の蛍光体とを少なくとも含む発光体であって、前記第１の蛍光体が、前記第１波長領域内に吸収スペクトルの谷を持っておらず、前記第１の蛍光体以外の蛍光体が、前記第１波長領域内に吸収スペクトルの谷を持っていることを特徴とする。
【００１５】
前記構成によれば、前記第１の蛍光体が、前記第１波長領域内に吸収スペクトルの谷を持っておらず、前記第１の蛍光体以外の蛍光体が、前記第１波長領域内に吸収スペクトルの谷を持っている。すなわち、第２の蛍光体または第３以降の蛍光体（以下、単に「第２以降の蛍光体」という）は、第１の蛍光体よりも励起光を吸収しない確率が高く、励起光を散乱または拡散する確率が高い。よって、発光体の内部において、励起光の不要な吸収が抑制され、第２以降の蛍光体が存在しなければ、そのまま外部に放出されたかもしれない励起光が第２以降の蛍光体によって、散乱または拡散されるため、発光体の内部における励起光の散乱効率が向上する。
【００１６】
また、第２の蛍光体は、第１の蛍光体から発生する光によって励起される。これにより、第２の蛍光体も蛍光を発することができる。よって、第１の蛍光体の蛍光と第２の蛍光体の蛍光とを照明光として、外部に放出することができる。以上より、本発明の発光体によれば、発光体全体として発光効率が向上する。
【００１７】
よって、発光体の内部における励起光の不要な吸収を抑制しつつ散乱効率を高めて発光効率を向上させることができる。
【００１８】
なお、発光体の内部における励起光の散乱効率を向上させるためには、発光体の内部に散乱微粒子などを分散させることも考えられる。しかしながら、発光体全体に対する蛍光体の割合が低下し、逆に発光効率が低下してしまう可能性がある。
【００１９】
さらに、本発明の発光体は、副次的効果として、第２の蛍光体に対する第１の蛍光体の重量比を調整することで、照明光の色（色度）や演色性の調節を行うことができる。
【００２０】
また、本発明の発光体は、前記構成に加えて、第２の蛍光体は、Ｃｅで賦活したイットリウム‐アルミニウム‐ガーネット系の蛍光体（ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体）であってもよい。
【００２１】
前記構成によれば、イットリウム‐アルミニウム‐ガーネット系の蛍光体（ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体）は、紫外領域から青紫色領域の波長領域の光をほとんど吸収しないため、第１波長領域が、紫外領域から青紫色領域の波長領域である場合に、発光効率が高い発光体を実現することができる。
【００２２】
また、本発明の発光体は、前記構成に加えて、第２の蛍光体は、Ｃｅで賦活したテルビウム−アルミニウム−ガーネット系の蛍光体（ＴＡＧ：Ｃｅ蛍光体）であってもよい。
【００２３】
前記構成によれば、テルビウム−アルミニウム−ガーネット系の蛍光体（ＴＡＧ：Ｃｅ蛍光体）は、紫外領域から青紫色領域の波長領域の光をほとんど吸収しないため、第１波長領域が、紫外領域から青紫色領域の波長領域である場合に、発光効率が高い発光体を実現することができる。
【００２４】
また、本発明の発光体は、前記構成に加えて、発光体は、第１の蛍光体と第２の蛍光体とが混合されて形成されていてもよい。
【００２５】
前記構成によれば、第１の蛍光体と第２の蛍光体とが独立して別々に存在しているよりも発光効率が高くなる。
【００２６】
また、本発明の発光体は、前記構成に加えて、第２の蛍光体が、第１の蛍光体を取り囲むように配置されていてもよい。
【００２７】
前記構成によれば、第１の蛍光体と第２の蛍光体とが、独立して、別々に存在している場合であっても、発光体の発光効率を高くすることができる。
【００２８】
また、本発明の発光体は、前記構成に加えて、第１の蛍光体は、バリウムアルミン酸マグネシウム蛍光体またはＪＥＭ相を含む酸窒化物系の蛍光体であることが好ましい。
【００２９】
前記構成によれば、第２の蛍光体を励起する蛍光を発する第１の蛍光体を実現することができる。
【００３０】
また、本発明の発光体は、前記構成に加えて、第２の蛍光体に対する第１の蛍光体の重量比が、１以上、５以下であってもよい。
【００３１】
前記構成によれば、好適な発光効率、色度および演色性を有する発光体を実現できる。
【００３２】
また、本発明の照明装置は、前記構成に加えて、前記のいずれかの発光体と、前記第１波長領域の波長を有する励起光を前記発光体に照射する励起光源と、発光体から出射する光を反射することにより、所定の立体角内を進む光線束を形成する反射鏡を備えていてもよい。
【００３３】
また、本発明の照明装置は、前記構成に加えて、反射鏡の開口部付近に設けられ、励起光を遮断する光学フィルタを備えていてもよい。
【００３４】
前記構成によれば、光学フィルタが、励起光を遮断するので、光学フィルタの外部に励起光が漏れることはない。従って、光学フィルタに相対する人間の目に励起光が入って、その目が損傷されることがないので、安全な照明装置を実現することができる。
【００３５】
また、本発明の照明装置は、前記構成に加えて、前記発光体は、前記励起光源から出射された励起光を受光する受光面を有し、当該受光面が、前記反射鏡と当該反射鏡の開口部とが形成する空間の外側となるように設けられていても良い。
【００３６】
前記構成によれば、受光面は、反射鏡と当該反射鏡の開口部とが形成する空間（反射鏡と当該反射鏡の開口部とで囲まれた空間）の外側にあるので、励起光（特に高出力の励起光；例えばレーザ光）をその空間の内部で受光することがない。このため、人体にとって有害な出力レベルの励起光がその空間を伝播して、外部（少なくとも発光体から出射された光の照射方向）に漏れ出てしまうことを防ぐことができる。
【００３７】
また、例えば照明装置が何らかの衝撃を受けたときに、励起光が受光面に照射されない事態が生じた場合であっても、当該励起光が、少なくとも前記光の照射方向に直接漏れ出てしまう事態を防ぐことができる。
【００３８】
このように、受光面が前記空間の外側となるように発光体を設けることにより、安全性の高い照明装置を実現できる。
【００３９】
また、本発明の照明装置は、前記構成に加えて、前記励起光源から出射された励起光を受け取り、当該励起光を前記発光体に出射する導光部を備え、前記発光体は、前記導光部から出射された励起光を受光する受光面を有し、前記導光部は、前記励起光源から受け取った励起光を前記発光体に出射する出射端部を有し、前記受光面および前記出射端部の近傍に、前記出射端部から出射された励起光のうち、前記受光面に照射されなかった励起光、および前記受光面にて反射された励起光の少なくとも一方を遮光する遮光部を備えていても良い。
【００４０】
前記構成によれば、遮光部を備えているので、例えば照明装置への衝撃により、励起光が受光面に適切に照射されない事態が生じた場合に、当該励起光が外部に漏れ出ることを確実に防ぐことができる。この構成の場合、励起光が、反射鏡と反射鏡の開口部とが形成する空間を伝播することがないので、前記光の照射方向に出射されることを防ぐことができるとともに、それ以外の方向に漏れることも防ぐことが可能である。
【００４１】
また、本発明の照明装置は、前記構成に加えて、前記励起光源から出射された励起光を受け取り、当該励起光を前記発光体に出射する導光部を備え、前記発光体は、前記導光部から出射された励起光を受光する受光面を有し、前記導光部は、前記励起光源から受け取った励起光を前記発光体に出射する出射端部を有し、前記受光面と前記出射端部とが近接していても良い。
【００４２】
前記構成によれば、発光体の受光面と導光部の出射端部とが近接しており、励起光（特に高出力の励起光）が、反射鏡と反射鏡の開口部とが形成する空間を伝播することがない。このため、例えば照明装置が何らかの衝撃を受けた場合に、人体にとって有害な出力レベルの励起光が受光面に照射されずに、直接外部に漏れ出てしまうという事態を防ぐことができる。それゆえ、安全性の高い照明装置を実現できる。
【００４３】
また、本発明の照明装置は、前記構成に加えて、前記反射鏡は、前記出射端部が挿入される中空部を有し、前記中空部には、前記発光体に前記励起光が照射されることにより、当該発光体にて発生する熱を放散する放熱部材が備えられ、前記受光面と前記出射端部とは、前記放熱部材を介して近接していても良い。
【００４４】
受光面と出射端部とが近接すれば、その分、発光体における発熱量が大きくなる（発光体の温度が高くなる）ため、発光体が急速に劣化してしまう可能性がある。
【００４５】
前記構成によれば、反射鏡の中空部に放熱部材が備えられ、当該放熱部材を介して出射端部と受光面とが近接している。そのため、受光面に照射される励起光に起因して発光体において発生した熱を、放熱部材を介して反射鏡へと放散させることができるので、発光体の長寿命化を図ることができる。
【００４６】
それゆえ、安全性を担保するために受光面と出射端部とを近接させた場合であっても、発光体の温度上昇を抑制することができる。すなわち、安全性が高く、かつ長寿命な照明装置を実現できる。
【００４７】
また、前記照明装置を備えた前照灯も本発明の技術的範囲に含まれる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明の発光体は、以上のように、前記第１の蛍光体が、前記第１波長領域内に吸収スペクトルの谷を持っておらず、前記第１の蛍光体以外の蛍光体が、前記第１波長領域内に吸収スペクトルの谷を持っているものである。
【００４９】
それゆえ、発光体の内部における励起光の不要な吸収を抑制しつつ散乱効率を高めて発光効率を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態であるヘッドランプの概略構成を示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態である発光体の組成の例を模式的に示す図である。
【図３】ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体の励起光の波長と効率（吸収率、内部量子効率または外部量子効率）との関係を表すグラフである。
【図４】ＴＡＧ：Ｃｅ蛍光体の励起光の波長と効率（吸収率、内部量子効率または外部量子効率）との関係を表すグラフである。
【図５】ＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体の励起光の波長と吸収率との関係を表すグラフである。
【図６】照明光の色度範囲を示すグラフである。
【図７】（ａ）は、前記ヘッドランプに関し、励起光源の一例（ＬＥＤ）の回路図であり、（ｂ）は、前記ＬＥＤの外観を示す正面図であり、（ｃ）は、前記励起光源の他の一例（ＬＤ）の回路図であり、（ｄ）は、前記ＬＤの外観を示す斜視図である。
【図８】本発明の他の実施形態であるヘッドランプの概略構成を示す断面図である。
【図９】前記他の実施形態であるヘッドランプが備える光ファイバーの端部と発光体との位置関係を示す図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態であるヘッドランプの概略構成を示す断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態であるヘッドランプが備える発光体と光ファイバーの出射端部との位置関係を示す図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態であるレーザダウンライトが備える発光ユニットおよび従来のＬＥＤダウンライトの外観を示す概略図である。
【図１３】前記レーザダウンライトが設置された天井の断面図である。
【図１４】前記レーザダウンライトの断面図である。
【図１５】前記レーザダウンライトの設置方法の変更例を示す断面図である。
【図１６】前記ＬＥＤダウンライトが設置された天井の断面図である。
【図１７】前記レーザダウンライトおよび前記ＬＥＤダウンライトのスペックを比較するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明の一実施形態について図１〜図１７に基づいて説明すれば、次の通りである。以下の特定の項目で説明する構成以外の構成については、必要に応じて説明を省略する場合があるが、他の項目で説明されている場合は、その構成と同じである。また、説明の便宜上、各項目に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００５２】
〔ヘッドランプ１の構成〕
まず、本実施形態のヘッドランプ１の構成について図１〜図７を用いて説明する。図１は、ヘッドランプ１の概略構成を示す図である。同図に示すように、ヘッドランプ１は、半導体レーザ２（励起光源）、非球面レンズ３、導光部４、発光体５、反射鏡６および透過フィルタ（光学フィルタ）７を備えている。
【００５３】
（半導体レーザ２）
半導体レーザ２は、励起光を発生する励起光源として機能するものである。この半導体レーザ２は１つでもよいし、複数設けられてもよい。また、半導体レーザ２として、１つのチップに１つの発光点を有するもの（１チップ１ストライプ）を用いてもよいし、複数の発光点を有するもの（１チップ複数ストライプ）を用いてもよい。本実施形態では、１チップ１ストライプの半導体レーザ２を用いている。なお、本実施形態では、励起光源のとして半導体レーザ２を用いているが、励起光源は、これに限定されない。例えば、後述するＬＥＤランプ２１を励起光源として用いても良い。
【００５４】
半導体レーザ２は、例えば、４０５ｎｍ（青紫色）のレーザ光を発振し、光出力が１．０Ｗ、動作電圧が５Ｖ、電流が０．７Ａのものであり、直径５．６ｍｍのパッケージ（ステム）に封入されているものである。また、本実施形態では、半導体レーザ２を１０個用いており、光出力の合計は１０Ｗである。なお、図１には便宜上、半導体レーザ２を１つのみ図示している。
【００５５】
半導体レーザ２が発振するレーザ光の波長は、４０５ｎｍに限定されず、近紫外領域から青色領域（３５０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下）、より好ましくは、近紫外領域から青紫色領域（３７０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下）の波長範囲（第１波長領域）にピーク波長（発光ピーク波長）を有するものであればよい。
【００５６】
また、後述するＪＥＭ相を含む酸窒化物蛍光体を発光体５の蛍光体として用いた場合、半導体レーザ２の光出力は、１Ｗ以上２０Ｗ以下であり、発光体５に照射されるレーザ光の光密度は、０．１Ｗ／ｍｍ２以上５０Ｗ／ｍｍ２以下であることが好ましい。この範囲の光出力であれば、車両用のヘッドランプに要求される光束および輝度を実現できるとともに、高出力のレーザ光によって発光体５が極度に劣化することを防止できる。すなわち、高光束かつ高輝度でありながら、長寿命の光源を実現できる。
【００５７】
（励起光源の具体例について）
次に、図７（ａ）〜図７（ｄ）に基づき、励起光源の具体例について説明する。
【００５８】
図７（ａ）は、励起光源の一例であるＬＥＤランプ（励起光源）２１の回路図であり、図７（ｂ）は、ＬＥＤランプ２１の外観を示す正面図である。
【００５９】
図７（ｂ）に示すように、ＬＥＤランプ２１は、アノード１４とカソード１５に接続されたＬＥＤチップ（励起光源）２１０が、エポキシ樹脂キャップ１６によって封じこめられた構成である。
【００６０】
図７（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ２１０は、ｐ型半導体１３１とｎ型半導体１３２とをｐｎ接合し、ｐ型電極１３３にアノード１４が接続され、ｎ型電極１３４にカソード１５が接続される。なお、ＬＥＤチップ２１０は、抵抗Ｒを介して電源Ｅと接続されている。
【００６１】
また、アノード１４とカソード１５とを電源Ｅに接続することにより、回路が構成され、電源ＥからＬＥＤチップ２１０に電力が供給されることによってｐｎ接合附近からインコヒーレントな励起光を発生する。
【００６２】
ＬＥＤチップ２１０の材料としては、近紫外領域から青紫色領域の波長を有する励起光を発生する材料として、インジウム窒化ガリウム（ＩｎＧａＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、アルミニウム窒化ガリウム（ＡｌＧａＮ）などの化合物半導体が例示できる。また、その他の材料として、近紫外領域の波長を有する励起光を発するダイヤモンド（Ｃ）、青色領域の波長を有する励起光を発生するセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、近紫外領域から青紫色領域の波長を有する励起光を発生する酸化亜鉛（ＺｎＯ）を例示することができる。
【００６３】
なお、励起光の波長を、近紫外領域から青紫色領域の波長以外とする場合には、発光色が赤色となるＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓＰなど、発光色が橙色となるＧａＡｓＰ、発色光が黄色となるＧａＡｓＰ、ＧａＰ、発光色が緑となるＧａＰ、発光色が青色となるＳｉＣ、ＧａＮなどの化合物半導体が例示できる。
【００６４】
なお、ＬＥＤチップ２１０は、約２Ｖ〜４Ｖ程度の低電圧で動作し、小型軽量で、応答速度が速い、長寿命で、低コストといった特徴がある。
【００６５】
次に、上述した半導体レーザ２の基本構造について説明する。図７（ｃ）は、半導体レーザ２の回路図を模式的に示したものであり、図７（ｄ）は、半導体レーザ２の基本構造を示す斜視図である。同図に示すように、半導体レーザ２は、カソード電極１９、基板１８、クラッド層１１３、活性層１１１、クラッド層１１２、アノード電極１７がこの順に積層された構成である。
【００６６】
基板１８は、半導体基板であり、本願のように蛍光体を励起する為の青紫色領域〜近紫外領域の励起光を得る為にはＧａＮ、サファイア、ＳｉＣを用いることが好ましい。一般的には、半導体レーザ用の基板の他の例として、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｉＣ等のＩＶ属半導体、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＳｂ、ＧａＳｂおよびＡｌＮに代表されるＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体、ＺｎＴｅ、ＺｅＳｅ、ＺｎＳおよびＺｎＯ等のＩＩ−ＶＩ属化合物半導体、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＣｒＯ２およびＣｅＯ２等の酸化物絶縁体、ならびに、ＳｉＮなどの窒化物絶縁体のいずれかの材料が用いられる。
【００６７】
アノード電極１７は、クラッド層１１２を介して活性層１１１に電流を注入するためのものである。
【００６８】
カソード電極１９は、基板１８の下部から、クラッド層１１３を介して活性層１１１に電流を注入するためのものである。なお、電流の注入は、アノード電極１７・カソード電極１９に順方向バイアスをかけて行う。
【００６９】
活性層１１１は、クラッド層１１３およびクラッド層１１２で挟まれた構造になっている。
【００７０】
また、活性層１１１、ならびに、クラッド層１１２および１１３の材料としては、青紫色領域〜近紫外領域の励起光を得る為にはＡｌＩｎＧａＮから成る混晶半導体が用いられる。一般に半導体レーザの活性層・クラッド層としては、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｓ、Ｐ、Ｎ、Ｓｂを主たる組成とする混晶半導体が用いられ、そのような構成としても良い。また、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓ、Ｓｅ、ＴｅおよびＺｎＯ等のＩＩ−ＶＩ属化合物半導体によって構成されていてもよい。
【００７１】
また、活性層１１１は、注入された電流により発光が生じる領域であり、クラッド層１１２およびクラッド層１１３との屈折率差により、発光した光が活性層１１１内に閉じ込められる。
【００７２】
さらに、活性層１１１には、誘導放出によって増幅される光を閉じ込めるために互いに対向して設けられる表側へき開面１１４・裏側へき開面１１５が形成されており、この表側へき開面１１４・裏側へき開面１１５が鏡の役割を果す。
【００７３】
ただし、完全に光を反射する鏡とは異なり、誘導放出によって増幅される光の一部は、活性層１１１の表側へき開面１１４・裏側へき開面１１５（本実施の形態では、便宜上表側へき開面１１４とする）から出射され、励起光Ｌ０となる。なお、活性層１１１は、多層量子井戸構造を形成していてもよい。
【００７４】
なお、表側へき開面１１４と対向する裏側へき開面１１５には、レーザ発振のための反射膜（図示せず）が形成されており、表側へき開面１１４と裏側へき開面１１５との反射率に差を設けることで、低反射率端面である、例えば、表側へき開面１１４より励起光Ｌ０の大部分を発光点１０３から照射されるようにすることができる。
【００７５】
クラッド層１１３・クラッド層１１２は、ｎ型およびｐ型それぞれのＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＳｂ、ＧａＳｂ、およびＡｌＮに代表されるＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体、ならびに、ＺｎＴｅ、ＺｅＳｅ、ＺｎＳおよびＺｎＯ等のＩＩ−ＶＩ属化合物半導体のいずれの半導体によって構成されていてもよく、順方向バイアスをアノード電極１７およびカソード電極１９に印加することで活性層１１１に電流を注入できるようになっている。
【００７６】
クラッド層１１３・クラッド層１１２および活性層１１１などの各半導体層の膜形成については、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長）法やＭＢＥ（分子線エピタキシー）法、ＣＶＤ（化学気相成長）法、レーザアブレーション法、スパッタ法などの一般的な成膜手法を用いて構成できる。各金属層の膜形成については、真空蒸着法やメッキ法、レーザアブレーション法、スパッタ法などの一般的な成膜手法を用いて構成できる。
【００７７】
（非球面レンズ３）
次に、非球面レンズ３は、各半導体レーザ２から発振されたレーザ光を、導光部４の一方の端部である光入射面４ａに入射させるためのレンズである。例えば、非球面レンズ３として、アルプス電気製のＦＬＫＮ１  ４０５を用いることができる。上述の機能を有するレンズであれば、非球面レンズ３の形状および材質は特に限定されないが、４０５ｎｍ近傍の透過率が高く、かつ、耐熱性のよい材料であることが好ましい。
【００７８】
なお、非球面レンズ３は、半導体レーザ２から発振されたレーザ光を収束させ、比較的小さな（例えば、直径１ｍｍ以下）光入射面に導くためのものである。そのため、導光部４の光入射面４ａが、レーザ光を収束させる必要のない程度に大きい場合には、非球面レンズ３を設ける必要はない。
【００７９】
（導光部４）
次に、導光部４は、半導体レーザ２が発振したレーザ光を集光して発光体５（発光体５のレーザ光照射面）へと導く円錐台状の導光部材であり、非球面レンズ３を介して（または、直接的に）半導体レーザ２と光学的に結合している。導光部４は、半導体レーザ２が出射したレーザ光を受光する光入射面４ａ（入射端部）と当該光入射面４ａにおいて受光したレーザ光を発光体５へ出射する光出射面４ｂ（出射端部）とを有している。
【００８０】
光出射面４ｂの面積は、光入射面４ａの面積よりも小さい。そのため、光入射面４ａから入射した各レーザ光は、導光部４の側面に反射しつつ前進することにより収束されて光出射面４ｂから出射される。
【００８１】
導光部４は、ＢＫ７（ボロシリケートクラウンガラス）、石英ガラス、アクリル樹脂その他の透明素材で構成する。また、光入射面４ａおよび光出射面４ｂは、平面形状であっても曲面形状であってもよい。
【００８２】
なお、導光部４は、角錐台状であってもよく、光ファイバーであってもよく、半導体レーザ２からのレーザ光を発光体５に導くものであればよい。また、導光部４を設けずに、半導体レーザ２からのレーザ光を、非球面レンズ３を介して、または、直接に発光体５に照射してもよい。半導体レーザ２と発光体５との間の距離が短い場合には、このような構成が可能になる。
【００８３】
（発光体５）
次に、図２を用いて、発光体５の組成の具体例について説明する。図２（ａ）は、本実施形態の発光体５の組成の一例を模式的に示す図である。また、図２（ｂ）および（ｃ）は、本実施形態の発光体５の組成の他の一例を模式的に示す図である。なお、これらの図は、発光体５の各構成要素の形状およびサイズを実際に即して描画したものではなく、単に発光体５の組成を模式的に示した図に過ぎない。
【００８４】
一般に、照明光として用いられる白色（または擬似白色）光は、等色の原理を満たす３つの色の混色、または補色の関係を満たす２つの色の混色などで実現できる。この等色または補色の原理・関係に基づき、例えば、発光体５に含まれる複数の蛍光体のそれぞれが発する蛍光の色の混色で白色（または擬似白色）光を実現できる。
【００８５】
例えば、図２（ａ）に示す例では、発光体５は、青色発光蛍光体５８（第１の蛍光体）、黄色発光蛍光体５９（第２の蛍光体）が、封止材５６の中に、分散されたものとなっている（すなわち、発光体５は、それぞれの蛍光体が混合されて形成されている）。
【００８６】
青色発光蛍光体５８は、励起光の波長領域（第１波長領域）よりも長波長側の第２波長領域、すなわち、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する蛍光体である。黄色発光蛍光体５９は、青色発光蛍光体５８から発する青色光によって励起される蛍光体である。
【００８７】
また、青色発光蛍光体５８が、第１波長領域内に吸収スペクトルの谷を持っておらず、青色発光蛍光体５８以外の蛍光体が、第１波長領域内に吸収スペクトルの谷を持っている。すなわち、黄色発光蛍光体５９は、青色発光蛍光体５８よりも励起光を吸収しない確率が高く、励起光を散乱または拡散する確率が高い。よって、発光体５の内部において、励起光の不要な吸収を抑制しつつ、黄色発光蛍光体５９が存在しなければ、そのまま外部に放出されたかもしれない励起光が、黄色発光蛍光体５９によって散乱または拡散されるため、発光体５の内部における励起光の散乱効率が向上する。
【００８８】
また、黄色発光蛍光体５９は、上述したように、青色発光蛍光体５８から発生する青色光によって励起される。これにより、黄色発光蛍光体５９も蛍光を発することができる。よって、青色発光蛍光体５８の蛍光と黄色発光蛍光体５９の蛍光とを照明光として、外部に放出することができる。以上より、発光体５によれば、発光体５全体として発光効率が向上する。
【００８９】
よって、発光体５の内部における励起光の不要な吸収を抑制しつつ散乱効率を高めて発光効率を向上させることができる。
【００９０】
なお、発光体５の内部における励起光の散乱効率を向上させるためには、発光体５の内部に散乱微粒子などを分散させることも考えられる。しかしながら、発光体５全体に対する蛍光体の割合が低下し、逆に発光効率が低下してしまう可能性がある。
【００９１】
さらに、発光体５は、副次的効果として、黄色発光蛍光体５９に対する青色発光蛍光体５８の重量比を調整することで、照明光の色（色度）や演色性の調節を行うことができる。
【００９２】
以上のように、発光体５は、青色発光蛍光体５８と、黄色発光蛍光体５９との組合せを含んでいるので、（擬似）白色光を実現することができる。
【００９３】
具体的には、発光体５に対して、近紫外領域から青紫色領域の（３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の波長を有する）励起光を照射することにより、発光体５から発生する照射光が、発光効率のよい（擬似）白色光となる。
【００９４】
なお、各蛍光体を封止する封止材５６は、低融点の無機ガラスであることが好ましいが、極端に高出力・高光密度での励起光を用いないのであれば、シリコーン樹脂などの樹脂や、有機ハイブリッドガラスであっても良い。なお、発光体５は、各蛍光体が封止材の中に分散されたものであることが好ましい。各蛍光体のみを押し固めた場合には、レーザ光が照射されることにより生じる発光体５の劣化が促進される可能性があるからである。
【００９５】
ここで、以下、簡単のため、青色領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体を、青色発光蛍光体と呼ぶ。また、黄色領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体を黄色発光蛍光体と呼ぶ。
【００９６】
また、「青色光」は、例えば、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する蛍光である。「黄色光」は、例えば、５６０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する蛍光である。
【００９７】
図２（ｂ）に示す例では、発光体５は、封止材５６の中に分散されている青色発光蛍光体５８（第１の蛍光体）および黄色発光蛍光体５９（第２の蛍光体）は、独立して、別々に構成されている。具体的には、青色発光蛍光体５８（第１の蛍光体）を、黄色発光蛍光体５９（第２の蛍光体）が取り囲むように構成されている。
【００９８】
なお、図２（ｂ）では、青色発光蛍光体５８および黄色発光蛍光体の断面形状は、それぞれ円形および円環形であるが、これらの蛍光体の断面形状は、円形および円環形に限定されない。例えば、青色発光蛍光体５８および黄色発光蛍光体の断面形状は、それぞれ四角形および四角環形、あるいは、その他の多角形および多角環形などであっても良い。
【００９９】
これにより、発光体５は、青色発光蛍光体５８および黄色発光蛍光体５９が独立して、別々に存在している場合であっても、発光体の発光効率を高くすることができる。
【０１００】
図２（ｃ）に示す例では、発光体５は、図２（ｂ）の構成と同様に、封止材５６の中に分散されている青色発光蛍光体５８および黄色発光蛍光体５９は、独立して、別々に構成されている。具体的には、青色発光蛍光体５８を、黄色発光蛍光体５９が取り囲むように構成されている。その周りをまた、青色発光蛍光体５８が取り囲んでいる。
【０１０１】
なお、図２（ｃ）では、図２（ｂ）と同様に、青色発光蛍光体５８および黄色発光蛍光体５９の断面形状は、それぞれ円形および円環形であるが、これらの蛍光体の断面形状は、円形および円環形に限定されない。例えば、青色発光蛍光体５８および黄色発光蛍光発光体の断面形状は、それぞれ四角形および四角環形などであっても良い。
【０１０２】
これにより、発光体５は、青色発光蛍光体５８および黄色発光蛍光体５９が独立して、別々に存在している場合であっても、発光体の発光効率を高くすることができる。
【０１０３】
青色発光蛍光体５８および黄色発光蛍光体５９の重量比について説明する。青色発光蛍光体５８の黄色発光蛍光体５９に対する重量比は、１以上、５以下であることが好ましい。この比率にすることによって、好適な発光効率、色度および演色性を有する発光体を実現することができる。
【０１０４】
次に、青色発光蛍光体５８および黄色発光蛍光体５９の具体例について説明する。
【０１０５】
（青色発光蛍光体５８）
青色発光蛍光体５８の具体例としては、Ｅｕで賦活したバリウムアルミン酸マグネシウム蛍光体、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ（以下、「ＢＡＭ蛍光体」と略称する）を例示することができる。このＢＡＭ蛍光体は、４５５ｎｍの発光ピーク波長を有するものである。
【０１０６】
また、その他の例としては、例えばＪＥＭ相を含む酸窒化物系の蛍光体（ＪＥＭ相蛍光体）を例示することができる。ＪＥＭ相蛍光体は、希土類元素によって安定化されたサイアロン蛍光体を調整するプロセスにおいて生成することが確認された物質である。また、ＪＥＭ相は、窒化珪素系材料の粒界相として発見されたセラミックスであり、一般的に、組成式Ｍ１Ａｌ（Ｓｉ６−ｚＡｌｚ）Ｎ１０−ｚＯｚ（ただし、Ｍ１はＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の元素）で表され、ｚをパラメータとする組成からなる特有な原子配列を有する結晶相（酸窒化物結晶）である。ＪＥＭ相は、結晶の共有結合性が強いため耐熱性に優れている。
【０１０７】
特に、Ｃｅ３＋賦活のＪＥＭ相蛍光体（ＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体）であることが好ましい。ＪＥＭ相蛍光体にＣｅ成分が含まれることにより、３５０ｎｍ〜４００ｎｍ近傍の励起光を吸収し、青色から青緑色にかけての発光を得やすくなるとともに、発光の半値幅もブロードとなるため、例えば暗所視における比視感度の高い波長域を十分カバーすることができる。また、ＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体は、励起波長が３６０ｎｍのとき、ピーク波長が４８０ｎｍであり、そのときの発光効率は６０％である。また、励起波長が４０５ｎｍのとき、ピーク波長が４９０ｎｍであり、そのときの発光効率は５０％である。
【０１０８】
（黄色発光蛍光体５９）
黄色発光蛍光体５９の具体例としては、セリウム（Ｃｅ）で賦活したイットリウム（Ｙ）−アルミニウム（Ａｌ）−ガーネット（Ｇａｒｎｅｔ）系の蛍光体であるＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体や、テルビウム（Ｔｂ）−アルミニウム（Ａｌ）−ガーネット（Ｇａｒｎｅｔ）系の蛍光体である、ＴＡＧ：Ｃｅ蛍光体などが挙げられる。
【０１０９】
ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、５５０ｎｍ付近（５５０ｎｍよりも若干長波長側）に発光ピークが存在するブロードな発光スペクトルをもつ。また、図３に示すように、３６０ｎｍ〜４２０ｎｍ付近（第１波長領域）の波長範囲に吸収スペクトルの谷を持っている。言い換えれば、前記の波長領域内で、光の吸収率が低くなっている。すなわち、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、青色発光蛍光体５８よりも本実施形態における励起光を吸収しない確率が高く、励起光を散乱または拡散する確率が高い。よって、発光体５の内部において、励起光の不要な吸収を抑制しつつ、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体が存在しなければ、そのまま外部に放出されたかもしれない励起光が、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体によって散乱または拡散されるため、発光体５の内部における励起光の散乱効率が向上する。
【０１１０】
次に、ＴＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、５７０ｎｍ付近に発光ピークが存在する発光スペクトルをもつ。また、図４に示すように、３５０ｎｍ〜４２０ｎｍ付近の波長範囲（第１波長領域内）に吸収スペクトルの谷を持っている。言い換えれば、前記の波長領域内で、光の吸収率が低くなっている。すなわち、ＴＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、青色発光蛍光体５８よりも本実施形態における励起光を吸収しない確率が高く、励起光を散乱または拡散する確率が高い。よって、発光体５の内部において、励起光の不要な吸収を抑制しつつ、ＴＡＧ：Ｃｅ蛍光体が存在しなければ、そのまま外部に放出されたかもしれない励起光が、ＴＡＧ：Ｃｅ蛍光体によって散乱または拡散されるため、発光体５の内部における励起光の散乱効率が向上する。
【０１１１】
次に、図３および図４の各グラフについて説明する。図３および図４は、それぞれＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体およびＴＡＧ：Ｃｅ蛍光体の、内部量子効率、吸収率、および外部量子効率を示すグラフである。これらのグラフは、横軸は、波長を表し、縦軸は、それぞれの効率（内部量子効率、吸収率、および外部量子効率）を表している。これらのグラフを参考にすることによって、それぞれの蛍光体が、どのような波長の光を吸収しやすいのかが分かる。
【０１１２】
例えば、図３のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体であれば、３６０ｎｍ〜４１０ｎｍ辺りの吸収率が低くなっている。つまり、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体を用いるときには、３６０ｎｍ〜４１０ｎｍに含まれる範囲（第１波長領域）の波長を有するレーザ光を励起光として用いるのが好ましい。
【０１１３】
また、図４のＴＡＧ：Ｃｅ蛍光体であれば、３５０ｎｍ〜４２０ｎｍ辺りの吸収率が低くなっている。つまり、ＴＡＧ：Ｃｅ蛍光体を用いる時は、３５０ｎｍ〜４２０ｎｍに含まれる範囲（第１波長領域）の波長を有するレーザ光を励起光として用いるのが好ましい。
【０１１４】
次に、図５のグラフについて説明する。同図は、ＪＥＭ層：Ｃｅ蛍光体の吸収率（効率）を示すグラフである。同グラフは、横軸は、波長を表し、縦軸は、吸収率を表している。同グラフを参考にすることによって、ＪＥＭ層：Ｃｅ蛍光体が、３００ｎｍ〜４２０ｎｍ辺りで吸収率が高くなっており、３００ｎｍ〜４２０ｎｍ辺りの波長の光を吸収しやすいことが分かる（３００ｎｍ〜４２０ｎｍ辺りの波長領域で吸収の谷を持たない）。また、逆に、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体やＴＡＧ：Ｃｅ蛍光体の発光ピークである５５０ｎｍ〜５７０ｎｍ付近の吸収が少ないことから、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体やＴＡＧ：Ｃｅ蛍光体から発せられる蛍光を、ＪＥＭ層：Ｃｅ蛍光体によって吸収されることなく発光体の外部に放出させることができる。
【０１１５】
（複数の蛍光体と色度との関係について）
次に、図６を用いて、発光体５に含まれる複数の蛍光体と色度との関係について説明する。図６は、照明光の色度範囲を示すグラフである。
【０１１６】
ここでは、発光体５に含まれる複数の蛍光体の例として、ＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体（ピーク波長：約４８０ｎｍ、点３６参照）、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体（ピーク波長：約５５０ｎｍ、点３１参照）、ＴＡＧ：Ｃｅ蛍光体（ピーク波長：約５７０ｎｍ、点３２参照）、およびＢＡＭ蛍光体（ピーク波長：約４５５ｎｍ、点３７参照）を用いて説明する。
【０１１７】
同図の曲線３３は、色温度（Ｋ：ケルビン）を示すものである。また、同図に示す６つの点３５を頂点とする多角形は、法律により規定されている車両用前照灯に要求される白色光の色度範囲を示す。
【０１１８】
ここで、例えば、ＢＡＭ蛍光体およびＴＡＧ：Ｃｅ蛍光体の２種類の蛍光体の配合比を調整することにより、点３２および点３７を結ぶ直線３８で示される色度範囲に含まれる、任意の色度の照明光を放射できる発光体５の製造が可能である。
【０１１９】
また、前記直線３８で示される色度範囲は、前記車両用前照灯に要求される白色光の色度範囲と重複している。よって、前記の２種類の蛍光体の配合比を調整することにより、車両用前照灯に好適な発光体５を製造することも可能である。
【０１２０】
なお、発光体５に含まれる複数種類の蛍光体が前記の２種類の蛍光体の組合せでない場合でも、各蛍光体の材料や種類数などに関わらず、前記車両用前照灯に要求される白色光の色度範囲に含まれる色度の照明光を放射できるように、発光体５に含まれる各蛍光体の配合比を調整すれば良い。これにより、発光体５に含まれる各蛍光体の材料や種類数などに関わらず、車両用前照灯に好適な発光体５を製造することも可能である。
【０１２１】
（発光体５の配置および形状）
発光体５は、透過フィルタ７の内側（光出射面４ｂが位置する側）の面において、反射鏡６の焦点位置またはその近傍に固定されている。発光体５の位置の固定方法は、この方法に限定されず、反射鏡６から延出する棒状または筒状の部材（透明であることが好ましい）によって発光体５の位置を固定してもよい。
【０１２２】
発光体５の形状は、特に限定されず、直方体であっても、円柱状であってもよい。ヘッドランプ１では、円柱状である。この円柱状の発光体５は、直径２ｍｍ、厚み（高さ）０．８ｍｍの円柱状である。
【０１２３】
また、発光体５にレーザ光が照射される面であるレーザ光照射面は、平面である必要は必ずしもなく、曲面であってもよい。ただし、レーザ光の反射を制御するためには、レーザ光照射面は、レーザ光の光軸に対して垂直な平面であることが好ましい。
【０１２４】
また、円柱状の発光体５の厚みは０．８ｍｍでなくともよい。また、ここで必要とされる発光体５の厚みは、発光体５における封止材と蛍光体との割合に従って変化する。発光体５における蛍光体の含有量が多くなれば、レーザ光が白色光に変換される効率が高まるため円柱状の発光体５の厚みを薄くできる。
【０１２５】
（反射鏡６）
反射鏡６は、発光体５が出射した蛍光（照明光）を反射することにより、所定の立体角内を進む光線束を形成するものである。すなわち、反射鏡６は、発光体５からの光を反射することにより、ヘッドランプ１の前方へ進む光線束を形成する。この反射鏡６は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された曲面形状（カップ形状）の部材であり、反射した光の進行方向に開口している。
【０１２６】
（透過フィルタ７）
透過フィルタ７は、反射鏡６の開口部を覆う透明な樹脂板であり、発光体５を保持している。この透過フィルタ７は、半導体レーザ２からのレーザ光を遮断するとともに、発光体５においてレーザ光を変換することにより生成された（擬似）白色光（インコヒーレントな光）を透過する材質で形成することが好ましく、樹脂板以外に無機ガラス板等も使用できる。透過フィルタ７としては、例えば五鈴精工硝子社製のＩＴＹ４１８がある。
【０１２７】
発光体５によってコヒーレントな成分を多く含むレーザ光は、そのほとんどがインコヒーレントな（擬似）白色光に変換され、また、黄色発光蛍光体５９によって散乱・拡散される。しかし、何らかの原因でレーザ光の一部が白色光に変換されず、散乱も拡散もされない場合も考えられる。このような場合でも、透過フィルタ７によって半導体レーザ２から直接放射されたレーザ光を遮断することにより、非常に小さな発光点を有する半導体レーザ２から出射されたレーザ光が外部に漏れることを防止できる。
【０１２８】
ただし、透過フィルタ７は、レーザ光すべてを遮断し、発光体５から出射される蛍光すべてを透過するものでなくてもよい。すなわち、透過フィルタ７は、人体に有害な、レーザ光を出射する半導体レーザ２からの直接光（半導体レーザ２の発光点そのもの）を直視できない程度に減衰され、透過量が安全なレベルであれば、その成分全てが遮断できなくてもよく、ヘッドランプ１の白色光として十分な光量（あるいは十分に高い色温度）の蛍光が出射されていれば、蛍光すべてを透過できなくてもよい。
【０１２９】
このように、ヘッドランプ１では、発光体５が半導体レーザ２から出射されたレーザ光を受けて発光し、その蛍光が透過フィルタ７を介して出射される。このとき、レーザ光は透過フィルタ７によって遮断されるため外部に漏れない。これにより、蛍光に変換されなかった（あるいは散乱・拡散されなかった）レーザ光が外部に出射されることによって人間の目が損傷されるのを防ぐことができる。
【０１３０】
また、励起光源がＬＥＤである場合には、ＬＥＤからの光は半導体レーザ２に比べて非常に大きな発光点サイズであるために、当該光を遮断する必要が小さくなる。このため、ＬＥＤから出射される光をそのまま照明装置の外部に出射しても問題ないケースが大半である。一方、励起光源が半導体レーザ２である場合には、上述のように、非常に小さな発光点を有する半導体レーザ２からの光は、そのまま人体の眼に入射すると危険性が高いので、当該半導体レーザ２の発光点からの直接光を遮断する必要がある。そのため、本実施形態では、透過フィルタ７が設けられている。
【０１３１】
つまり、励起光源としてＬＥＤを用いる場合には、ＬＥＤから出射される光を外部に出射して色温度を高めることが容易である。一方、本実施形態のように、半導体レーザ２を用いる場合には、透過フィルタ７による色温度の低下および前記の安全性を考慮して設計する必要がある。
【０１３２】
（発光体５の発光原理）
次に、半導体レーザ２から発振されたレーザ光による蛍光体の発光原理について説明する。
【０１３３】
まず、半導体レーザ２から発振されたレーザ光が発光体５に含まれる蛍光体に照射されることにより、蛍光体内に存在する電子が低エネルギー状態から高エネルギー状態（励起状態）に励起される。
【０１３４】
その後、この励起状態は不安定であるため、蛍光体内の電子のエネルギー状態は、一定時間後にもとの低エネルギー状態（基底準位のエネルギー状態または励起準位と基底準位との間の準安定準位のエネルギー状態）に遷移する。
【０１３５】
このように、高エネルギー状態に励起された電子が、低エネルギー状態に遷移することによって蛍光体が発光する。
【０１３６】
〔ヘッドランプ２０の構成〕
本発明の他の実施形態であるヘッドランプ（照明装置，前照灯）２０について図８および図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、ヘッドランプ１と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。ここでは、プロジェクタ型のヘッドランプ２０について説明する。
【０１３７】
（ヘッドランプ２０の構成）
まず、本実施形態に係るヘッドランプ２０の構成について図８を用いて説明する。図８は、プロジェクタ型のヘッドランプであるヘッドランプ２０の構成を示す断面図である。このヘッドランプ２０は、プロジェクタ型のヘッドランプである点、ならびに、導光部４の代わりに光ファイバー束（導光部）４０を備えた点でヘッドランプ１とは異なる。光ファイバー束４０は、複数の光ファイバー（導光部）４０ａの束であり、光ファイバー４０ａのそれぞれは、レーザ光が入射する入射端部と、レーザ光を出射する出射端部とを有している。
【０１３８】
同図に示すように、ヘッドランプ２０は、半導体レーザ２、非球面レンズ３、光ファイバー束４０、フェルール９、発光体５、反射鏡６、透過フィルタ（光学フィルタ）７、ハウジング１０、エクステンション１１、レンズ１２、凸レンズ１３およびレンズホルダ８を備えている。半導体レーザ２、光ファイバー束４０、フェルール９および発光体５によって発光装置の基本構造が形成されている。
【０１３９】
ヘッドランプ２０は、プロジェクタ型のヘッドランプであるため、凸レンズ１３を備えている。その他のタイプのヘッドランプ（例えば、セミシールドビームヘッドランプ）に本発明を適用してもよく、その場合には凸レンズ１３を省略できる。
【０１４０】
（非球面レンズ３）
非球面レンズ３は、上述したとおりであるが、本実施形態では、半導体レーザ２から発振されたレーザ光（励起光）を、光ファイバー４０ａの一方の端部である入射端部に入射させるためのレンズとなっている。また、非球面レンズ３は、光ファイバー４０ａの数だけ設けられている。
【０１４１】
（光ファイバー束４０）
光ファイバー束４０は、半導体レーザ２が発振したレーザ光を発光体５へと導く導光部材である。光ファイバー束４０の各光ファイバー４０ａは、中芯のコアを、当該コアよりも屈折率の低いクラッドで覆った２層構造をしている。コアは、レーザ光の吸収損失がほとんどない石英ガラス（酸化ケイ素）を主成分とするものであり、クラッドは、コアよりも屈折率の低い石英ガラスまたは合成樹脂材料を主成分とするものである。
【０１４２】
例えば、光ファイバー４０ａは、コアの径が２００μｍ、クラッドの径が２４０μｍ、開口数ＮＡが０．２２の石英製のものであるが、光ファイバー４０ａの構造、太さおよび材質は上述のものに限定されず、光ファイバー４０ａの長軸方向に対して垂直な断面は矩形であってもよい。
【０１４３】
光ファイバー４０ａは、前記レーザ光を受け取る複数の入射端部と、入射端部から入射したレーザ光を出射する複数の出射端部とを有している。複数の光ファイバー４０ａのそれぞれの出射端部は、後述するように、フェルール９によって、発光体５のレーザ光照射面（受光面）に対して位置決めされている。
【０１４４】
（フェルール９）
図９は、光ファイバー束４０の各光ファイバー４０ａの出射端部と発光体５との位置関係を示す図である。同図に示すように、フェルール９は、光ファイバー４０ａの出射端部を発光体５のレーザ光照射面に対して所定のパターンで保持する。このフェルール９は、光ファイバー４０ａを挿入するための孔が所定のパターンで形成されているものでもよいし、上部と下部とに分離できるものであり、上部および下部の接合面にそれぞれ形成された溝によって光ファイバー４０ａを挟み込むものでもよい。
【０１４５】
フェルール９の材質は、特に限定されず、例えばステンレススチールである。なお、図９では、光ファイバー４０ａを３つ示しているが、光ファイバー４０ａの数は３つに限定されない。また、フェルール９は、反射鏡６から延出する棒状の部材等によって固定されればよい。
【０１４６】
フェルール９が光ファイバー４０ａの出射端部を位置決めすることにより、複数の光ファイバー４０ａから出射されるレーザ光がそれぞれ有する光強度分布における最も光強度の大きい部分（最大光強度部分）が、発光体５の互いに異なる部分に対して照射される。この構成により、レーザ光が一点に集中することにより発光体５が著しく劣化することを防止できる。なお、出射端部は、レーザ光照射面に接触していてもよいし、僅かに間隔をおいて配置されてもよい。
【０１４７】
なお、各光ファイバー４０ａの出射端部を分散させて配置する必要は必ずしもなく、光ファイバー４０ａの束をひとまとめにしてフェルール９で位置決めしてもよい。
【０１４８】
（発光体５）
発光体５は、上述したものと同様、各光ファイバー４０ａの出射端部から出射されたレーザ光を受けて（擬似）白色の蛍光を発するものであり、青色発光蛍光体５８および黄色発光蛍光体５９を含むものである。また、ヘッドランプ２０の発光体５の形状は直方体であり、横×縦×高さ＝３ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍ程度の大きさである。発光体５は、後述する反射鏡６の第１焦点の近傍に配置される。この発光体５は、反射鏡６の中心部を貫いて延びる筒状部の先端に固定されてもよい。この場合には、筒状部の内部に光ファイバー束４０を通すことができる。
【０１４９】
（反射鏡６）
反射鏡６は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された部材であり、発光体５から出射した光を反射することにより、当該光をその焦点に収束させる。ヘッドランプ２０がプロジェクタ型のヘッドランプであるため、反射鏡６の基本形状は、反射した光の光軸方向に平行な断面が楕円形状となっている。反射鏡６には、第１焦点と第２焦点とが存在し、第２焦点は、第１焦点よりも反射鏡６の開口部に近い位置に存在している。後述する凸レンズ１３は、その焦点が第２焦点の近傍に位置するように配置されており、反射鏡６によって第２焦点に収束された光を前方に投射する。
【０１５０】
（透過フィルタ７）
透過フィルタ７は、上述したものと同様、励起光を遮断し、発光体５から出射される蛍光を透過するものであり、発光体５を保持している。この透過フィルタ７を備えることにより、半導体レーザ２から放射されたレーザ光が直接的に外部に漏れることを防止できる。
【０１５１】
（凸レンズ１３）
凸レンズ１３は、発光体５から出射された光を集光し、集光した光をヘッドランプ１の前方へ投影する。凸レンズ１３の焦点は、反射鏡６の第２焦点の近傍であり、その光軸は、発光体５が有する発光面のほぼ中央を貫いている。この凸レンズ１３は、レンズホルダ８によって保持され、反射鏡６に対する相対位置が規定されている。なお、レンズホルダ８を、反射鏡６の一部として形成してもよい。
【０１５２】
（その他の部材）
ハウジング１０は、ヘッドランプ２０の本体を形成しており、反射鏡６等を収納している。光ファイバー束４０は、このハウジング１０を貫いており、半導体レーザ２は、ハウジング１０の外部に設置される。半導体レーザ２は、レーザ光の発振時に発熱するが、ハウジング１０の外部に設置することにより半導体レーザ２を効率良く冷却することが可能となる。また、半導体レーザ２は、故障する可能性があるため、交換しやすい位置に設置することが好ましい。これらの点を考慮しなければ、半導体レーザ２をハウジング１０の内部に収納してもよい。
【０１５３】
エクステンション１１は、反射鏡６の前方の側部に設けられており、ヘッドランプ２０の内部構造を隠して見栄えを良くするとともに、反射鏡６と車体との一体感を高めている。このエクステンション１１も反射鏡６と同様に金属薄膜がその表面に形成された部材である。
【０１５４】
レンズ１２は、ハウジング１０の開口部に設けられており、ヘッドランプ２０を密封している。発光体５が発した光は、レンズ１２を通ってヘッドランプ１の前方へ出射される。
【０１５５】
以上のように、ヘッドランプの構造そのものは、どのようなものであってもよく、本発明において重要なのは、発光体５の組成において、青色発光蛍光体５８と、青色発光蛍光体５８から発生する蛍光によって励起される黄色発光蛍光体５９とを少なくとも含み、青色発光蛍光体５８が、第１波長領域内に吸収スペクトルの谷を持っておらず、青色発光蛍光体５８以外の蛍光体が、第１波長領域内に吸収スペクトルの谷を持っていれば良い。
【０１５６】
〔ヘッドランプ３０の構成〕
本発明のさらに他の実施形態であるヘッドランプ（照明装置，前照灯）３０について、図１０および図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、ヘッドランプ１または２０と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。本実施の形態では、発光体５が透過フィルタ７ではなく、反射鏡６に保持されている構成について説明する。図１０は、本実施の形態に係るヘッドランプ１の概略構成を示す断面図であり、図１１は、発光体５と光ファイバー束４０の出射端部４０ｒとの位置関係を示す図である。
【０１５７】
図１０に示すように出射端部４０ｒは、レーザ光照射面（受光面）５ａに接触していてもよいし、図８に示すように僅かに間隔を置いて配置されてもよい。ここで、出射端部４０ｒがレーザ光照射面５ａと僅かに間隔を置いて配置されている場合、ヘッドランプ２０に対する衝撃により、出射端部４０ｒから出射されたレーザ光がレーザ光照射面５ａに適切に照射されない可能性がある。この場合、レーザ光が発光体５によってインコヒーレントな光に変換されることなく、反射鏡６から出射されてしまうことになる。例えば、図８のように発光体５が透過フィルタ７に設けられている場合には、反射鏡６と透過フィルタ７とで囲まれた空間（反射鏡６と、反射鏡６の開口部とが形成する空間）中をレーザ光が伝播し、反射鏡６から出射される。
【０１５８】
つまり、出射端部４０ｒがレーザ光照射面５ａと僅かに間隔を置いて配置されている場合（特に図８の構成の場合）には、人体にとって有害な出力レベルのコヒーレントなレーザ光が、ヘッドランプ２０の外部（前方）に出射されてしまう可能性がある。特に、半導体レーザ２が出射するレーザ光は高出力であるため、ヘッドランプ１の外部、特に前方に出射されてしまうことを防ぐ必要がある。
【０１５９】
この点を考慮すれば、出射端部４０ｒとレーザ光照射面５ａとは接触している（近接している）か、もしくはレーザ光の光路が覆われていることが好ましい。すなわち、出射端部４０ｒとレーザ光照射面５ａとが離間している場合に形成される、その間のレーザ光の光路と、その光路の外の空間（例えば、前記反射鏡６と透過フィルタ７とで囲まれた空間）とを空間的に遮断することが好ましい。
【０１６０】
図１０では、反射鏡６の底部には、出射端部４０ｒが挿入される中空部６ａが形成されており、その中空部６ａの中心に、発光体５のレーザ光照射面５ａの中心が位置するように、発光体５が設けられている。また、出射端部４０ｒを保持するフェルール９が中空部６ａに挿入されている。つまり、図１０では、反射鏡６の中空部６ａにおいて、レーザ光照射面５ａと出射端部４０ｒとが近接している。
【０１６１】
レーザ光照射面５ａと出射端部４０ｒとが近接することにより、出射端部４０ｒから出射されたレーザ光を確実にレーザ光照射面５ａに照射できる。このため、例えばヘッドランプ３０が何らかの衝撃を受けた場合に、人体にとって有害な出力レベルのレーザ光がレーザ光照射面５ａに照射されずに（すなわち、レーザ光がインコヒーレントな光に変換されずに）直接外部に漏れ出てしまうのを防ぐことができる。それゆえ、安全性の高いヘッドランプ３０を実現できる。
【０１６２】
また、前記反射鏡６と透過フィルタ７とで囲まれる空間（領域）をレーザ光が伝播することを防ぐ目的であれば、レーザ光照射面５ａと出射端部４０ｒとが近接していなくてもよい。すなわち、発光体５が、レーザ光照射面５ａが、反射鏡６と反射鏡６の開口部とが形成する空間の外側となるように設けられていればよい。なお、前記「空間の外側」は、前記空間の境界面と前記空間の外部とを含む概念である。
【０１６３】
例えば、図１０および図１１では、レーザ光照射面５ａが、発光体５から出射された光を反射する反射鏡６の反射面と少なくとも同一面（反射鏡６の外部に面した側、すなわち前記空間の外側）となるように、発光体５が設けられている。また、発光体５自体が、反射鏡６の外部であって、ヘッドランプ３０の内部に設けられていてもよい。この場合、例えば、中空部６ａを延伸した筒（当該筒の材質は、レーザ光を遮断する材質）の内部に、発光体５が備えられる。さらに、発光体５の一部が前記空間内に存在し、レーザ光照射面５ａが当該空間の外部（中空部６ａの内部）に存在してもよい。この場合、レーザ光照射面５ａの形状および大きさは、中空部６ａの開口面の形状および大きさに一致している。
【０１６４】
このような構成の場合、発光体５が、高出力のレーザ光を前記空間の内部で受光することがない。すなわち、人体にとって有害な出力レベルのレーザ光が前記空間を伝播して、ヘッドランプ３０の光の照射方向に漏れ出てしまうことを防ぐことができる。また、例えばヘッドランプ３０が何らかの衝撃を受けたときに、レーザ光がレーザ光照射面５ａに照射されない事態が生じた場合であっても、レーザ光が、少なくとも前記光の照射方向に直接漏れ出てしまう事態を防ぐことができる。
【０１６５】
なお、図１０では、中空部６ａは、反射鏡６の底部に形成されているが、これに限らず、反射鏡６のどの位置に形成されてもよい。
【０１６６】
また、発光体５は、中空部６ａを完全に覆うように配置されている。これにより、出射端部４０ｒから出射されたレーザ光が反射鏡６と透過フィルタ７とで囲まれる領域に出射され、反射鏡６の開口部から出射されてしまうことを防ぐことができる。このため、中空部６ａは、レーザ光照射面５ａの大きさ以下（レーザ光照射面５ａが３ｍｍ×１ｍｍの矩形の場合、中空部６ａの開口面は３ｍｍ２以下）となるように形成されている。なお、発光体５が中空部６ａを完全に覆うことができれば、中空部６ａの形状は、レーザ光照射面５ａと必ずしも同じ形状でなくてよい。
【０１６７】
なお、前記反射鏡６と透過フィルタ７とで囲まれる空間をレーザ光が伝播することを確実に防ぐためには、（１）発光体５を、透過フィルタ７ではなく反射鏡６に保持し、（２）レーザ光照射面５ａと出射端部４０ｒとを近接させ、（３）発光体５が中空部６ａを完全に覆うように配置されることが好ましい。
【０１６８】
図１１に示すように、発光体５とフェルール９とは、放熱部材６１を介して設けられている。すなわち、レーザ光照射面５ａと出射端部４０ｒとは、放熱部材６１を介して近接している。
【０１６９】
放熱部材６１は、発光体５にレーザ光が照射されることにより、発光体５にて発生する熱を放散するものであり、レーザ光照射面５ａと接して設けられている。放熱部材６１の材質は、透明でかつ熱伝導率が高い材質、例えば窒化ガリウムやマグネシア（ＭｇＯ）、サファイアなどが用いられる。
【０１７０】
また、放熱部材６１は、板状の部材であり、中空部６ａの開口面を覆うように中空部６ａの内部に設けられている。放熱部材６１の一方の表面（レーザ光出射面）にはレーザ光照射面５ａが熱的に結合するように接着され、もう一方の表面（レーザ光受光面）には出射端部４０ｒが接触または近接するように、発光体５と出射端部４０ｒとが配置されている。
【０１７１】
なお、放熱部材６１の形状は、発光体５にて発生する熱を、例えば反射鏡６に放散することができれば、中空部６ａの開口面を覆うような形状には限られない。すなわち、レーザ光照射面５ａの一部に接する、反射鏡６から延出する棒状、筒状を含む線状の部材であってもよい。
【０１７２】
例えば、放熱部材６１が線状の部材であり、光軸中心から離れた位置（レーザ光照射面５ａの端部）にのみ設けられている場合には、必ずしも透明である必要はない。ただし、レーザ光の利用効率の観点からいえば、透明であることが好ましい。また、放熱部材６１を筒状として、レーザ光照射面５ａの端部にのみ設けた場合であれば、その筒の中を液体、あるいは気体等を流す、あるいは、循環させることで、より放熱効果を高めることも可能である。
【０１７３】
一般に、蛍光体を含む微小な発光体をハイパワーの励起光で励起すると（すなわち高いパワー密度で発光体を励起すると）、発光体が激しく劣化するという問題が生ずる。
【０１７４】
発光体を劣化させる原因の１つとして、励起光が照射される当該発光体の照射領域およびその近傍の領域（昇温領域と称する）における温度上昇が挙げられる。この場合、半導体レーザから高出力の励起光（レーザ光）が発光体に照射されると、当該発光体の昇温領域だけが局所的に極めて高温になるため、当該領域が急速に劣化してしまうという問題が生じる。
【０１７５】
したがって、蛍光体を含む微小な発光体をハイパワーの励起光で励起する構成において、発光体の劣化を防ぎ、明るく長寿命な光源を実現するためには、前記昇温領域における温度上昇を抑制することが望まれている。
【０１７６】
特に、図１０および図１１に示すように、レーザ光照射面５ａと出射端部４０ｒとが近接している場合には、レーザ光照射面５ａと出射端部４０ｒとの間隔がほとんどなくなるため、前記照射領域に対して、より強いレーザ光が照射されることとなる。このため、レーザ光照射面５ａにおける前記昇温領域での発熱量が極めて大きくなり、当該昇温領域での温度上昇により発光体５が急速に劣化してしまう可能性がある。
【０１７７】
図１１に示すヘッドランプ３０では、中空部６ａに放熱部材６１を備え、放熱部材６１を介して出射端部４０ｒと発光体５とが近接している。そのため、レーザ光照射面５ａに照射されるレーザ光に起因して発光体５において発生した熱を、放熱部材６１を介して反射鏡６へと放散させることができるので、発光体５の長寿命化を図ることができる。なお、この点を考慮しなければ、放熱部材６１を必ずしも備える必要はない。
【０１７８】
また、ヘッドランプ３０は、図１１に示すように、レーザ光照射面５ａおよび出射端部４０ｒの近傍に、出射端部４０ｒから出射されたレーザ光のうち、レーザ光照射面５ａに照射されなかったレーザ光、およびレーザ光照射面５ａの表面で反射されたレーザ光の少なくとも一方を遮光する遮光部６２を備えている。遮光部６２が反射鏡６に接続されることにより、遮光部６２および反射鏡６が、少なくともレーザ光照射面５ａおよび出射端部４０ｒの近傍を覆う密閉空間を形成している。図１１では、フェルール９、レーザ光照射面５ａおよび放熱部材６１を覆う密閉空間を形成している。遮光部６２の材質は、レーザ光が有する波長およびその近傍の波長を遮断するものであれば、どのような材質であってもよい。
【０１７９】
ここで、例えば発光体５が中空部６ａの開口面を覆うことにより、反射鏡６と透過フィルタ７とが囲む空間にレーザ光が漏れ出ないようにして、ヘッドランプ３０の前方に当該レーザ光が出射されるのを防ぐことはできる。しかし、この構成の場合、例えばヘッドランプ３０への衝撃により、レーザ光がレーザ光照射面５ａに適切に照射されない事態が生じた場合に、当該レーザ光が、中空部６ａ（発光体５とフェルール９との接続部）から漏れ出てしまう可能性がある。この場合、使用者が、ヘッドランプ１が収容されている筐体の覆い（自動車であればボンネット）を開けたときに、人体にとって有害な出力レベルのレーザ光が、直接使用者の目に入ってしまうという危険な事態が生じてしまう可能性がある。
【０１８０】
遮光部６２を備えることにより、レーザ光照射面５ａと出射端部４０ｒとを近接させてもなお、例えばヘッドランプ１への衝撃により、レーザ光がレーザ光照射面５ａに適切に照射されない事態が生じた場合であっても、当該レーザ光が、中空部６ａから外部に漏れ出ることを確実に防ぐことができる。また、レーザ光照射面５ａと出射端部４０ｒとが離間している場合であっても、レーザ光が遮光部６２により密閉された空間から出射されてしまう、すなわち中空部６ａから外部に漏れ出ることを防ぐことができる。なお、少なくともヘッドランプ３０の前方にレーザ光が出射されるのを防ぐことを目的とするのであれば、遮光部６２は必ずしも備えていなくてもよい。
【０１８１】
なお、図１１では、遮光部６２は、特に、反射鏡６の外部に向かう方向（前記光の照射方向以外の方向）に、レーザ光が中空部６ａから漏れ出ることを防ぐために設けられている。しかし、この構成に限らず、遮光部６２は、前記光の照射方向に、レーザ光が出射されてしまうことを防ぐために設けられるものであってもよい。
【０１８２】
すなわち、遮光部６２は、例えば図８のように、発光体５（レーザ光照射面５ａ）が、反射鏡６の内部に設けられている場合に、少なくとも、レーザ光照射面５ａと出射端部４０ｒとの間に形成されるレーザ光の光路の近傍を覆うように設けられてもよい。図８の場合、遮光部６２は、少なくとも、レーザ光照射面５ａとフェルール９とを覆う密閉空間を形成し、その形状は例えば筒状である。また、遮光部６２の材質は、レーザ光が有する波長およびその近傍の波長を遮断するとともに、発光体５から出射された光を透過する材質であることが好ましい。
【０１８３】
このように、遮光部６２が反射鏡６の内部に設けられる場合には、レーザ光が、前記反射鏡６と透過フィルタ７とで囲まれた空間を伝播し、反射鏡６の開口部から出射されてしまうことを防ぐことができる。
【０１８４】
なお、図１０および図１１では、レーザ光照射面５ａと中空部６ａの開口面とが略同一の大きさとなっているが、当該開口面は、レーザ光照射面５ａよりも小さくてもよい。この場合、レーザ光照射面５ａの端部が反射鏡６に直接接続され、反射鏡６により保持される構成であってもよい。
【０１８５】
〔レーザダウンライトについて〕
次に、本発明のさらに他の実施形態であるレーザダウンライト（発光装置，照明装置）４００について図１２〜図１７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【０１８６】
ここでは、本発明の照明装置の一例としてのレーザダウンライト４００について説明する。レーザダウンライト４００は、家屋、乗物などの構造物の天井に設置される照明装置であり、半導体レーザ２から出射したレーザ光を、上述した光ファイバー４０ａなどを介して、発光体５に照射することによって発生する蛍光を照明光として用いるものである。
【０１８７】
なお、非球面レンズ３は、半導体レーザ２から発振されたレーザ光を、光ファイバー４０ａの入射端部に入射させるためのレンズである。例えば、非球面レンズ３として、アルプス電気製のＦＬＫＮ１  ４０５を用いることができる。上述の機能を有するレンズであれば、非球面レンズ３の形状および材質は特に限定されないが、４０５ｎｍ近傍の透過率が高く、かつ耐熱性のよい材料であることが好ましい。
【０１８８】
また、レーザダウンライト４００と同様の構成を有する照明装置を、構造物の側壁または床に設置してもよく、前記照明装置の設置場所は特に限定されない。
【０１８９】
図１２は、発光ユニット４１０および従来のＬＥＤダウンライト５００の外観を示す概略図である。図１３は、レーザダウンライト４００が設置された天井の断面図である。図１４は、レーザダウンライト４００の断面図である。図１２〜図１４に示すように、レーザダウンライト４００は、天板４０１に埋設され、照明光を出射する発光ユニット４１０と、光ファイバー４０ａを介して発光ユニット４１０へレーザ光を供給するＬＤ光源ユニット４２０とを含んでいる。ＬＤ光源ユニット４２０は、天井には設置されておらず、ユーザが容易に触れることができる位置（例えば、家屋の側壁）に設置されている。このようにＬＤ光源ユニット４２０の位置を自由に決定できるのは、ＬＤ光源ユニット４２０と発光ユニット４１０とが光ファイバー４０ａによって接続されているからである。この光ファイバー４０ａは、天板４０１と断熱材４０２との間の隙間に配置されている。
【０１９０】
（発光ユニット４１０の構成）
発光ユニット４１０は、図１４に示すように、筐体４１１、光ファイバー４０ａ、発光体５、照射レンズ３ａ、フェルール９および透光板（光学フィルタ）４１３を備えている。
【０１９１】
照射レンズ３ａは、発光体５に対する凸面を有する凸レンズであっても良いし、発光体５に対する凹面を有する凹レンズであっても良い。なお、本実施形態では、照射レンズ３ａを用いている場合について説明するが、発光体５とフェルール９との間にレンズを設けず、光ファイバー４０ａの出射端部から発光体５へ直接レーザ光を照射しても良い。
【０１９２】
照射レンズ３ａの例としては、発光体５に対する凸面を有する両凸レンズ、平凸レンズ、凸メニスカスレンズ、ならびに、発光体５に対する凹面を有する両凹レンズ、平凹レンズ、凹メニスカスレンズ等が例示できる。
【０１９３】
なお、上述した例の他、発光体５の形状に応じて、任意の軸を持つ凹面および凸面を有する独立したレンズの組合せ、任意の軸を持つ凸面および凸面を有する独立したレンズの組合せ、任意の軸を持つ凹面および凹面を有する独立したレンズの組合せなどを採用しても良い。
【０１９４】
これにより、発光体５の形状に応じて適切なレンズの組合せを採用することで、発光体５の発光効率を高めることができる。
【０１９５】
また、発光体５の形状に応じて、任意の軸を持つ凹面および凸面を有するレンズを一体化した複合レンズ、任意の軸を持つ凸面および凸面を有する複合レンズを一体化したレンズ、任意の軸を持つ凹面および凹面を有するレンズを一体化した複合レンズなどを採用しても良い。
【０１９６】
これにより、光学系全体の部品点数を少なくし、光学系全体のサイズを小さくしつつ、発光体５の形状に応じて適切な複合レンズを採用することで、発光体５の発光効率を高めることができる。
【０１９７】
その他のレンズとしては、ＧＲＩＮレンズ（Gradient Index lens：屈折率勾配変化型レンズ）なども例示できる。
【０１９８】
なお、ＧＲＩＮレンズは、レンズが凸または凹の形状をしていなくても、レンズ内部の屈折率勾配によってレンズ作用が生じるレンズである。
【０１９９】
よって、ＧＲＩＮレンズを用いれば、例えば、ＧＲＩＮレンズの端面を平面としたままでレンズ作用を生じさせることができるので、ＧＲＩＮレンズの端面に、例えば、直方体形状の発光体５の端面を隙間無く接合させることができる。
【０２００】
筐体４１１には、凹部４１２が形成されており、この凹部４１２の底面に発光体５が配置されている。凹部４１２の表面には、金属薄膜が形成されており、凹部４１２は反射鏡として機能する。
【０２０１】
また、筐体４１１には、光ファイバー４０ａを通すための通路４１４が形成されており、この通路４１４を通って光ファイバー４０ａが発光体５まで延びている。光ファイバー４０ａの出射端部と発光体５との位置関係は上述したものと同様である。
【０２０２】
透光板４１３は、凹部４１２の開口部をふさぐように配置された透明または半透明の板である。この透光板４１３は、半導体レーザ２からのレーザ光を遮断するとともに、発光体５においてレーザ光を変換することにより生成された蛍光を透過する材質で形成することが好ましい。
【０２０３】
発光体５によってコヒーレントなレーザ光は、そのほとんどが蛍光に変換されるか、発光体５に含まれる蛍光体によって散乱、拡散される。しかし、何らかの原因でレーザ光の一部が変換、散乱、拡散されない場合も考えられる。このような場合でも、透光板４１３によってレーザ光を遮断することにより、レーザ光が外部に漏れることを防止できる。
【０２０４】
このように、発光体５の蛍光は、透光板４１３を透して照明光として出射される。透光板４１３は、筐体４１１に対して取外し可能であってもよく、省略されてもよい。
【０２０５】
図１２では、発光ユニット４１０は、円形の外縁を有しているが、発光ユニット４１０の形状（より厳密には、筐体４１１の形状）は特に限定されない。
【０２０６】
なお、ダウンライトでは、ヘッドランプの場合とは異なり、理想的な点光源は要求されず、発光点が１つというレベルで十分である。それゆえ、発光体５の形状、大きさおよび配置に関する制約は、ヘッドランプの場合よりも少ない。
【０２０７】
（ＬＤ光源ユニット４２０の構成）
ＬＤ光源ユニット４２０は、半導体レーザ２、非球面レンズ３および光ファイバー４０ａを備えている。
【０２０８】
光ファイバー４０ａの入射端部は、ＬＤ光源ユニット４２０に接続されており、半導体レーザ２から発振されたレーザ光は、非球面レンズ３を介して光ファイバー４０ａの入射端部に入射される。
【０２０９】
図１３に示すＬＤ光源ユニット４２０の内部には、半導体レーザ２および非球面レンズ３が一対のみ示されているが、発光ユニット４１０が複数存在する場合には、発光ユニット４１０からそれぞれ延びる光ファイバー４０ａの束を１つのＬＤ光源ユニット４２０に導いてもよい。この場合、１つのＬＤ光源ユニット４２０に複数の半導体レーザ２と非球面レンズ３との対が収納されることになり、ＬＤ光源ユニット４２０は集中電源ボックスとして機能する。
【０２１０】
（レーザダウンライト４００の設置方法の変更例）
図１５は、レーザダウンライト４００の設置方法の変更例を示す断面図である。同図に示すように、レーザダウンライト４００の設置方法の変形例として、天板４０１には光ファイバー束４０を通す小さな穴４０３だけを開け、薄型・軽量の特長を活かしてレーザダウンライト本体（発光ユニット４１０）を天板４０１に貼り付けるということもできる。この場合、レーザダウンライト４００の設置に係る制約が小さくなり、また工事費用が大幅に削減できるというメリットがある。
【０２１１】
（レーザダウンライト４００と従来のＬＥＤダウンライト５００との比較）
従来のＬＥＤダウンライト５００は、図１２に示すように、複数の透光板５０１を備えており、各透光板５０１からそれぞれ照明光が出射される。すなわち、ＬＥＤダウンライト５００において発光点は複数存在している。ＬＥＤダウンライト５００において発光点が複数存在しているのは、個々の発光点から出射される光の光束が比較的小さいため、複数の発光点を設けなければ照明光として十分な光束の光が得られないためである。
【０２１２】
これに対して、レーザダウンライト４００は、高光束の照明装置であるため、発光点は１つでもよい。それゆえ、照明光による陰影がきれいに出るという効果が得られる。また、発光体５の蛍光体を高演色蛍光体（例えば、数種類の酸窒化物蛍光体の組合せ）にすることにより、照明光の演色性を高めることができる。
【０２１３】
図１６は、ＬＥＤダウンライト５００が設置された天井の断面図である。同図に示すように、ＬＥＤダウンライト５００では、ＬＥＤチップ、電源および冷却ユニットを収納した筐体５０２が天板４０１に埋設されている。筐体５０２は比較的大きなものであり、筐体５０２が配置されている部分の断熱材４０２には、筐体５０２の形状に沿った凹部が形成される。筐体５０２から電源ライン５２３が延びており、この電源ライン５２３はコンセント（不図示）につながっている。
【０２１４】
このような構成では、次のような問題が生じる。まず、天板４０１と断熱材４０２との間に発熱源である光源（ＬＥＤチップ）および電源が存在しているため、ＬＥＤダウンライト５００を使用することにより天井の温度が上がり、部屋の冷房効率が低下するという問題が生じる。
【０２１５】
また、ＬＥＤダウンライト５００では、光源ごとに電源および冷却ユニットが必要であり、トータルのコストが増大するという問題が生じる。
【０２１６】
また、筐体５０２は比較的大きなものであるため、天板４０１と断熱材４０２との間の隙間にＬＥＤダウンライト５００を配置することが困難な場合が多いという問題が生じる。
【０２１７】
これに対して、レーザダウンライト４００では、発光ユニット４１０には、大きな発熱源は含まれていないため、部屋の冷房効率を低下させることはない。その結果、部屋の冷房コストの増大を避けることができる。
【０２１８】
また、発光ユニット４１０ごとに電源および冷却ユニットを設ける必要がないため、レーザダウンライト４００を小型および薄型にすることができる。その結果、レーザダウンライト４００を設置するためのスペースの制約が小さくなり、既存の住宅への設置が容易になる。
【０２１９】
また、レーザダウンライト４００は、小型および薄型であるため、上述したように、発光ユニット４１０を天板４０１の表面に設置することができ、ＬＥＤダウンライト５００よりも設置に係る制約を小さくすることができるとともに工事費用を大幅に削減できる。
【０２２０】
図１７は、レーザダウンライト４００およびＬＥＤダウンライト５００のスペックを比較するための図である。同図に示すように、レーザダウンライト４００は、その一例では、ＬＥＤダウンライト５００に比べて体積は９４％減少し、質量は８６％減少する。
【０２２１】
また、ＬＤ光源ユニット４２０をユーザの手が容易に届く所に設置できるため、半導体レーザ２が故障した場合でも、手軽に半導体レーザ２を交換できる。また、複数の発光ユニット４１０から延びる光ファイバー４０ａを１つのＬＤ光源ユニット４２０に導くことにより、複数の半導体レーザ２を一括管理できる。そのため、複数の半導体レーザ２を交換する場合でも、その交換が容易にできる。
【０２２２】
なお、ＬＥＤダウンライト５００において、高演色蛍光体を用いたタイプの場合、消費電力１０Ｗで約５００ｌｍ（ルーメン）の光束が出射できるが、同じ明るさの光をレーザダウンライト４００で実現するためには、３．３Ｗの光出力が必要である。この光出力は、ＬＤ効率が３５％であれば、消費電力１０Ｗに相当し、ＬＥＤダウンライト５００の消費電力も１０Ｗであるため、消費電力では、両者の間に顕著な差は見られない。それゆえ、レーザダウンライト４００では、ＬＥＤダウンライト５００と同じ消費電力で、上述の種々のメリットが得られることになる。
【０２２３】
以上のように、レーザダウンライト４００は、レーザ光を出射する半導体レーザ２を少なくとも１つ備えるＬＤ光源ユニット４２０と、発光体５および反射鏡としての凹部４１２を備える少なくとも１つの発光ユニット４１０と、発光ユニット４１０へレーザ光を導く光ファイバー４０ａと、光ファイバー４０ａの出射端部から出射した照射光を発光体５の光照射領域に分散して照射する照射レンズ３ａとを備える。
【０２２４】
それゆえ、レーザダウンライト４００において、レーザ光が発光体５の一箇所に集中的に照射されることによって発光体５が著しく劣化する可能性を低減できる。その結果、長寿命のレーザダウンライト４００を実現できる。
【０２２５】
〔本発明の別表現〕
本発明は以下のようにも表現できる。
【０２２６】
本発明のレーザ照明光源（照明装置）は、紫外領域から青紫色領域の発振波長で発振する半導体レーザと、前記半導体レーザから放出されるレーザ光で励起される青色蛍光体と、前記青色蛍光体から放出される青色光で励起されるＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体とを含む蛍光体発光部を備えており、さらに、レーザ照明光源の照明光の出口には半導体レーザから放出されるレーザ光を遮断するカットフィルタが設けられている。また、青色蛍光体とＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は混ざっていてもよく、半導体レーザ、青色蛍光体、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体の順に分離して形成されていても良い。
【０２２７】
前記構成によれば、ＹＡＧ；Ｃｅ蛍光体は、紫外から青紫色の光をほとんど吸収しないため、半導体レーザから放出されたレーザ光に対する良好な散乱・拡散材としてだけ作用し、そのことにより、青色蛍光体を励起せずに蛍光体発光部からレーザ照明光源の外部に放出されるはずだった励起光を二度三度と青色蛍光体の励起に使用することができるようになり、蛍光体発光部の発光効率が向上する。このような構成とすることにより、レーザ光のまま蛍光体発光部の外部に放出される励起光は低減、もしくはゼロにできるが、万一の時にもレーザ光がレーザ照明光源の外部に放出されないようレーザ光遮断フィルタを設けているために、人間の目に対して安全である。
【０２２８】
本発明のレーザ照明光源に適した青色蛍光体としては、ＢＡＭ蛍光体やＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体が挙げられる。
【０２２９】
本発明のレーザ照明光源のような構成とすることによって、人間の目に対して安全なレーザ照明光源が得られる他に、青色光のスペクトルが、青色レーザ光のように極めて単色性が高い光を用いる状態から、蛍光体を用いたブロードな青色光を用いる状態にすることができ、その結果として、青色光領域の演色性を向上させることができる。
【０２３０】
また、本発明は、人の目に対して、照明装置より照射される蛍光が照射された時、目を損傷することがない安全な発光体を得ることができる。さらに、反射効率の良い蛍光体を用いることで、励起光と合わせて、青色光領域の演色性を高めることができる。
【０２３１】
〔付記事項〕
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組合せて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２３２】
本発明は、発光体、ならびに該発光体を備えた発光装置および照明装置などに適用することができる。例えば、自動車用のヘッドランプ（ハイビーム、ロービーム）、自動車以外の車両・移動物体（例えば、人間・船舶・航空機・潜水艇・ロケットなど）のヘッドランプや、その他の照明装置に適用することができる。また、その他の照明装置として、例えば、サーチライト、プロジェクタ、家庭用照明器具などにも適用することができる。
【符号の説明】
【０２３３】
１    ヘッドランプ（照明装置，前照灯）
２    半導体レーザ（励起光源）
５    発光体
５ａ  レーザ光照射面（受光面）
６ａ  中空部
７    透過フィルタ（光学フィルタ）
２０  ヘッドランプ（照明装置，前照灯）
３０  ヘッドランプ（照明装置，前照灯）
２１  ＬＥＤランプ（励起光源）
４０  光ファイバー束（導光部）
４０ａ  光ファイバー（導光部）
４０ｒ  出射端部
５８  青色発光蛍光体（第１の蛍光体）
５９  黄色発光蛍光体（第２の蛍光体）
６１  放熱部材
６２  遮光部
２１０  ＬＥＤチップ（励起光源）
４００  レーザダウンライト（照明装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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